细胞与细胞工程教学设计

“细胞与细胞工程”教学设计

佛山顺德一中 孔庆敏

【重点与难点】

重点：生物膜在结构和功能上的联系、生物膜系统的概念；

植物组织培养及体细胞杂交、单克隆抗体。

难点：各种生物膜在功能上的联系、植物体细胞杂交及单克隆抗体。

【延伸与拓展】

第四章：细胞与细胞工程

第一节：细胞的生物膜系统

生物膜的概念：细胞膜、核膜以及组成内质网、高尔基体、线粒体等细胞器的膜统称为生物膜。 细胞中具有双层膜的细胞器有：线粒体、叶绿体。

细胞中具有单层膜的细胞器有：高尔基体、液泡、内质网。

细胞中具有单层膜的结构有：线粒体、叶绿体、细胞核。

一、各种生物膜在结构上的联系

1．内质网与核膜的联系

A ．内质网膜与外层核膜相连

B ．内质网腔与内、两层核膜间的空腔相通

意义：使细胞质与核内物质的联系更加紧密。

2．内质网与线粒体的联系

有些内质网与线粒体外膜相连

意义：由线粒体供给内质网所需要的能量

3．内质网与高尔基体及细胞膜的联系

A ．内质网膜产生的小泡可以移动到高尔基体成为高尔基体的一部分

B ．高尔基体产生的小泡移动到细胞膜成为细胞膜的一部分

C ．细胞膜产生的小泡可以回到细胞质中

上述关系图示如下：

二、生物膜的化学组成

生物膜主要由蛋白质、脂类和少量糖类组成（表现为统一性）；

但在不同的膜中，上述三种物质的含量是有差别的（表现为差异性）

。

三、各种生物膜在功能上的联系

科学家用同位素示踪的方法研究了豚鼠胰脏腺细胞分泌物的形成过程，研究出分泌蛋白的合成和运输过程是：

核糖体合成的蛋白质在上述细胞器的运输过程中，主要发生了以下变化：

在以上过程中，都需要由线粒体提供能量，因为在线粒体内膜上含有大量的与有氧呼吸有关的酶。

可见，在细胞内生物膜在结构上相互联系，在功能上既有明确分工，又紧密配合，使细胞能够顺利地完成各项生理功能。

四、生物膜系统

1．概念：

生物膜是指细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜构成的细胞器共同构成的结构体系。

2．作用：

（1）使细胞具有一个相对稳定的内环境，并使细胞与周围环境进行物质运输、能量交换、信息传递。

（2）为酶提供大量的附着位点，为生化反应有序进行创造条件。

（3）将细胞分成小区室，使生化反应互不干扰。

五、研究生物膜的意义

1．理论上：阐明细胞生命活动规律。如：蛋白质、糖类和脂类的人工合成和运输。

2．工业上：人工模拟生物膜功能。如：海水淡化、污水处理。

3．农业上：改善作物品质。如：抗寒、抗旱、耐盐机理的研究。

4．医学上：人工膜代替病变器官。如：人工肾中的“血液透析膜”。

第二节：细胞工程简介

概念：细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。

一、植物细胞工程

常用的技术是：植物组织培养和植物体细胞杂交。

理论基础是：植物细胞的全能性。

1．细胞的全能性

概念：细胞的全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。原因是生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质及发育为完整个体所必需的全部基因。

在生物的个体发育中，由于基因在特定时间和空间下选择性地表达而形成不同器官，因此，要实现细胞的全能性，首先必须使生物体的细胞处于离体状态。

2．植物组织培养

3． 植物体细胞杂交

植物体细胞杂交过程示意图

二、动物细胞工程

常用技术：动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体、胚胎移植、核移植。

1．动物细胞培养：